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山西医科大学第一医院麻醉科 韩冲芳 刘保江 030001
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在自然界里，声波的频率范围十分宽广，而人的耳朵却只能听到频率在20~20000Hz之间的声波，频率高于20000Hz的声波称为超声波，频率低于20Hz的声波称为次声波，超声波和次声波都是人耳听不到。超声波在临床中已广泛应用，而次声波的应用较少。为了探讨次声波的作用，我们从以下几个方面进行阐述。
一、次声波的产生
产生次声波的原因是多种多样的，大体可归纳为两个方面：一是由自然现象而产生，如蝴蝶飞舞时，由于其翅膀振动很慢，它发出的就是次声波，人在挥手时也会产生次声波，不过其强度较小。许多自然现象都能发出次声波，如雷电、龙卷风、台风、海啸地震、磁暴、火山瀑发、陨石落地等，就连流星以及极光等也可发出次声波。我们每个人的心脏，除了大家熟悉的脉动之外，也可发出频率为1.2Hz左右的次声波；人的肺也同样如此，它在呼吸的同时，也会发出频率在0.25~0.3Hz次声波。二是人为因素，如核爆炸、火箭发射、超音速飞机的飞行、人工爆破、机器的运转、桥梁的振动、奔驰的汽车等都会产生相当强的次声波。在我们的日常生活和工业生产过程中，也会产生次声波，如鼓风机吸入或压送空气不均匀时、炼钢炉的火焰形成涡流时也可能产生次声，然而，在敞开的自然界中，很难产生高强度的次声波，即使产生了次声波，也不易聚集。
二、次声波的特点
次声波虽然人耳听不到，但它的传播仍然遵循声波传播的一般规律，即频率越高，其能量衰减越快，传播的距离也就越短，而频率越低，能量衰减越慢，传播的距离也就越长。
次声波的频率低，波长长。研究发现次声波在大气中传播几千千米，其被吸收的衰减也仅有万分之几分贝。因此，次声波可以在空气、地表等物质中传播得很远，一般的障碍物是挡不住的。在有些情况下，即使是巨大的山峦也无法阻挡它前进的脚步，它也经常一绕而过。
由于次声波的频率很低，还有许多自己独特的性质，如其穿透能力极强，可以穿透建筑物、掩体、坦克等障碍物。比如：对于频率为5000Hz的声波，用一张纸即可将其隔挡，而频率为5Hz的次声波则可以穿透十几米厚的混凝土。
三、次声波的作用机理
次声波对生物体的基本作用原理是生物共振。人体内可看作是一系列多支点、多重心的弹簧模型，其各个器官固有频率多在次声频率范围内，如躯体7~13Hz、头部8~12Hz、胸腔4~6Hz、心脏5Hz、腹腔6~9Hz、盆腔6Hz、脊柱10~12Hz，如果各部分间的弹力处于平衡状态，则机体处于正常水平。当机体处于次声声压场，若其声强达到一定程度就有可能打破这种平衡，使机体和弹性壁进入振动状态，继而传导给内部组织器官，如果某一部件的自身频率接近或符合激发作用的振动频率，它将扩大振幅并继续振动，此即生物共振反应，其产生的效应广泛而复杂，涉及系统、器官、组织、细胞以至分子水平。在次声对机体的作用机制中，细胞结构和功能的原发性损伤占有重要地位。机体受次声波损害后，采用自由基清除剂可减轻损伤，推测次声作用还可能与自由基的形成有关，有待进一步研究证实。
四、次声波的危害
次声波有它的危害，次声波与人的某个器官的固有频率相同时，会引起共振。如1~3Hz次声波可以使人产生恐惧心理，地震前有些动物烦躁不安，就是由于这个频带的次声波造成的；3~6Hz的次声波能使人神经失常，失去理智，因此，次声波对人的心脏、听力、视觉、语言会产生影响，强大的次声波还会导致人死亡。当次声波的频率与人脑的固有频率（8Hz~12Hz）接近时，会引起共振，刺激人的大脑，对人的心理及意识产生一定的影响，轻者感觉不适，注意力不集中，记忆力下降，思路不畅，情绪上恐惧不安，坐卧不宁，还会引进耳鸣、头痛、失眠、恶心、呕吐、晕眩；严重时使人神经错乱，颠狂不止，丧失思维能力，甚至休克昏厥。
五、用途广泛的次声波
根据次声波对人体神经系统和器官的危害，可制成次声武器。次声武器分为“神经型”次声武器和“器官型”次声武器等类型，比如用螺旋桨加共振管制成的次声武器，可以使敌人昏迷，丧失战斗力；还有人设想制造多层气浪弹，使它按一定时间间隔爆炸，产生一串高强度次声波来杀伤敌人，高强度次声波威力很大，由于它能穿透数米厚的混凝土，一般建筑物、飞机、坦克、装甲车等都不能避开它的袭击，就连潜艇也不能幸免。当然要在大范围内产生高强度次声波不是件容易的事，还有许多难题有待于解决。
利用次声的独特性质也可造福于人类，因为次声波传播距离远，能量衰减小、速度快，穿透能力强，所以可以利用它及时探测各种有害的自然现象的发生。可以帮助医生诊断病情，医生用特殊的次声波接收器“收听”人体器官发出的次声波，可以帮助确诊疾病的位置。地质工作者在地面上有计划地定点瀑破，让它发出的次声波穿透地层，从而获得地下
构造的信息，探测深处的矿藏，还可用它来测定同温层中冷热空气团的分布。军事上，人们建立次声监测站，可有效地监视弹、卫星发射情况以及核武器实验情况。
六、次声波在医学中的应用
近几十年来次声波对生物体特别是对人体的作用效应越来越受到医学界和生命科学领域的重视。
当前次声波研究主要集中在它对机体的负面影响和有害效应上，这种效应与其参数（频率、声压、强度等）有关。但次声还对机体有一定的有利作用，如学者发现，在较弱的次声作用下，可伴有机体抗氧化系统酶活行性增强，代偿反应增高；用类似人脑a节律（8~13Hz）的适度人工次声作用于人体，在不使人体正常节律失谐的限度内，可以使人精神饱满。
次声波在疾病诊疗方面有很大的开发潜力，研究低声压级、小剂量的次声对机体的作用将为进一步探讨和利用次声的有益作用维护身体健康，治疗某些疾病开辟新的途径。目前已有这方面的尝试和实践，并取得一定进展，如次声按摩治疗近视；次声诊断骨质疏松，次声频段的心音变化可以反映心脏某些病变；颈动脉的振动信息有助于颈动脉机能不全综合征的诊断等；近年的研究发现经络具有良好的传导次声性能，可以试探性的进行“次声针灸”；另有望通过次声诊断，把握和分析次声提供的有关人体内的重要信息，更好的诊断病变，达到中医辨证和西医辨症和统一，从而在中西医结合方面取得进展；还可通过检出致病频率，再向人体输入相关治疗信号，运用生物共振原理，使致病频率恢复正常，人体处于正常机能和健康状态；可以为肿瘤等和治疗开辟新的途径。
七、次声波在临床麻醉中的作用
有研究发现：一定参数的次声除直接引起中枢神经系统共振效应，还通过刺激身体本体和内脏感受器，将次声的刺激传递到中枢神经系统，进而引起中枢神经系统一系列功能和形态的变化。8Hz和16Hz，声压分别为90dB和130dB的次声作用兔20min，结果发现兔脑电慢波出现增多，16Hz两组差异有显著性，16Hz中130dB组又较90dB慢波多，提示试验兔脑电活动处于抑制状态（睡眠），抑制状态与次声作用参数有关。
大家都知道气功应用于临床治疗多种疾病，目前对气功的外气效应和气功态生理变化进行机理的探讨结果认为外气具有次声特性。
人体作为次声波接受者，产生生物学效应。次声波振动使神经元膜的电学特性发生改变，接着引起神经循环回路神经冲动传递次数发生改变，进而改变了从丘脑到大脑皮层循环回路神经活动的频率，可产生催眠作用。次声信息治疗仪应用于临床，治疗多种疾病已
被人们所接受，而在临床麻醉中的应用属首创。在临床麻醉中我们将次声信息治疗仪置于患者枕部，术中进行持续刺激从脑电、心率变异性、镇静程度体内应激反映指标和止痛物质等方面进行了探讨次声在硬膜外麻醉中的催眠作用和次声在甲状腺次全切除术中的镇痛效应，为临床的推广应用提供了可靠的理论依据。
采用HXD-Ⅰ型多功能监护仪是监测脑电双频指数、心电（心率变异指数）、无创血压、血氧饱和度、瞬时心率、脉率等。同时采集静脉血测定血K+、Na+、Cl-、H+，血中β-内啡呔、皮质醇、醛固酮、血管紧张素Ⅱ采用放免法测定，5-HT采用生化法测定。术中进行镇静评分。
研究发现：次声波有助于消除硬膜外麻醉患者的紧张情绪，尽管处于清醒状态，患者对围麻醉期的镇静水平均表示满意。杜非合剂可使交感神经和迷走神经的活性降低。故次声信息治疗仪发出的次声波作用于中枢产生的镇静效应，比药物镇静更安全可靠。术中的应激反应降低，可减少手术刺激所致的不良反应。次声波对甲状腺次全切除术中镇痛效应的研究发现，HRV、5-HT、β-内啡呔等指标明显比对照组低，说明次声波亦具有一定的镇痛作用。
因此我们认为次声治疗仪置于患者枕部持续刺激10min以上产生的次声即具有一定镇静催眠和镇痛效应。用于硬膜外麻醉或行甲状腺次全切除术的颈丛阻滞等部位麻醉时，作为术中的辅助治疗能产生良好的镇静催眠和镇痛作用，且具有与杜非合剂相同的安全性。
目前，次声波的研究和应用还只是刚刚开始，人们研究和利用次声波的热情方兴未艾，次声波将会给人类带来更多、更好的福音。
附：实验研究
实验一、次声在硬膜外麻醉中的催眠作用
选取拟在低位硬膜外阻滞下行下腹部或下肢手术的患者21例，女19例，男2例，年龄19~65岁，体重为44~85kg，身高为149~173cm，ASA分级为Ⅰ~Ⅱ级。随机分为两组，Ⅰ组10例（对照组）：硬膜外穿刺成功，麻醉平面固定后，立即静脉滴注杜冷丁0.8mg/kg和异丙嗪0.4mg/kg（杜非合剂）；Ⅱ组11例（试验组）：硬膜外穿刺成功，麻醉平面固定后，立即将次声仪置于患者枕部持续刺激。
连接好HXD-Ⅰ型多参数生命监测仪之后 ，开机进入监测界面。让患者闭目，全身放松，待其平静后的脑电和心电等的平稳值作为入室值。记录入室（T1）、置次声仪或给杜非合剂后10min（T2）、手术开始10min（T3）及60min（T4）时的BIS、SEF、HR、SBP、DBP、MAP、SpO2、HRV。由专人根据OAA/S评分表于上述4个时值点评定病人的镇静程度。并在以上四个时点采集静脉血样本，测定静脉血乳酸、血K+、Na+、Cl-、H+、β-内啡呔、皮质醇、醛固酮、血管紧张素Ⅱ、5-HT。实验结果应用计算机SPSS10.0软件包进行统计学处理。
实验二、次声在甲状腺次全切除术中的镇痛效应
拟行甲状腺次全切除术的患者24例，年龄25~65岁，体重为45~100kg，身高为152~176cm，ASA分级为Ⅰ~Ⅱ级。随机分为两组，Ⅰ组11例（对照组）：采用双侧颈丛阻滞进行术中镇痛，立即静脉滴注杜冷丁0.8mg/kg和异丙嗪0.4mg/kg（杜非合剂）；Ⅱ组13例（试验组）：将次声仪置于患者枕部持续刺激，于放置次声仪后20min后静脉注射杜非合剂。
连接好HXD-Ⅰ型多参数生命监测仪之后 ，开机进入监测界面。让患者闭目，全身放松，待其平静后的脑电和心电等的平稳值作为入室值。记录入室（T1）、给杜非合剂后10min（T2）、手术开始10min（T3）及60min（T4）时的BIS、SEF、HR、SBP、DBP、MAP、SpO2、HRV。并在以上四个时点采集静脉血样本，测定静脉血乳酸、血K+、Na+、Cl-、H+、β-内啡呔、皮质醇、醛固酮、血管紧张素Ⅱ、5-HT。实验结果应用计算机SPSS10.0软件包进行统计学处理。
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